Назначение устройств сцб и основные требования, предъявляемые к электроснабжению устройств автоблокировки.

На железнодорожном транспорте устройства автоматической блокировки, диспетчерской и электрической централизации, механизированных сортировочных горок и станционных устройств СЦБ при полуавтоматической блокировке относятся к потребителям I категории.

Система электроснабжения автоблокировки, диспетчерской и электрической централизации должна обеспечивать на шинах вводных панелей перегонных устройств автоблокировки номинальное напряжение 220 В, а на шинах панелей постов электрической централизации (ЭЦ) и диспетчерской централизации (ДЦ) – 220 В и 380 В; при этом отклонение напряжения допускается -10% и +5%.

Устройства СЦБ, имеющие местный аккумуляторный резерв, должны питаться от линий электропередач и подстанций как потребители не ниже II категории. Для них специально выбирают сечение проводов и кабелей питающих линий, предусматривают оборудование разъединителей высоковольтной линии СЦБ устройствами автоматического повторного включения (АПВ), автоматического включения резерва (АВР), контроля однофазного заземления и дистанционного управления фидерных выключателей, а также сигнализацией действия этих устройств.

Релейная защита и автоматика питающих пунктов высоковольтных линий СЦБ (ВЛ СЦБ) должна обеспечивать восстановление напряжения на линии в течение не более 1,3 с после возникновения короткого замыкания. Допускаемые напряжения переменного тока на шинах понижающих или тяговых подстанций, от которых питаются лини или фидеры, снабжающие электроэнергией устройства СЦБ, должны соответствовать следующим нормам:

Uном, кВ	0,4	6,3	10,5	27,5
Uдоп, кВ	0,36-0,42	5,7-6,6	9,5- 11,1	24,8-29,0

Системы электропитания устройств сцб. Электрические схемы подключения фидера сцб к шинам тяговой подстанции.

Электропитание устройств автоблокировки осуществляется от высоковольтных линий СЦБ (ВЛ СЦБ), сооружаемых вдоль путей, высоковольтные линии выполняются трёхфазными, трёхпроводными с изолированной нейтралью напряжением 6 или 10 кВ.

Для ВЛ СЦБ характерны малые токи нагрузки. Поэтому по условиям механической прочности применяют стальные одножильные и многожильные (ПСО-5, ПС-25, ПС-35), сталеалюминиевые (АС-25, АС-35, АС-50) и сталемедные провода и тросы (БМ-4, БМ-6, ТСМ-22, ТСМ-35, ТСМ-35). Последние используются в районах с повышенным загрязнением воздуха. Провода располагают на деревянных или железобетонных опорах с использованием деревянных траверс со штыревыми изоляторами. Расстояние между высоковольтными проводами должно быть не менее 0,75 м, высота проводов над землёй (6-7,5 м) устанавливается ПУЭ. Через каждые 3,2 км выполняется транспозиция проводов для снижения влияния ВЛ СЦБ на воздушные линии связи.

Выбор напряжения ВЛ СЦБ 6 или 10 кВ определяется мощностью, коорую необходимо передать по линии, расстоянием между пунктами питания, напряжением на шинах распределительных устройств подстанций и напряжением линий автоблокировки на смежных участках дороги.

На участках с электротягой ВЛ СЦБ питается от тяговых подстанций, а на неэлектрифицированых участках – от всех имеющихся на участках источников энергии. Электроэнергия от ВЛ СЦБ сигнальным устройствам автоблокировки передаётся через понижающие линейные однофазные трансформаторы ОМ, устанавливаемые у сигнальных точек на опорах, называемых силовыми.

Для уменьшения влияний на идущие вдоль дороги линии связи трансформаторы включают в разные фазы попеременно для равномерной загрузки. Расстояния между сигнальными точками по перегону определяются длиной блок-участков данной железной дороги.

В зависимости от рода тяги и типа автоблокировки на железных дорогах применяют две системы электроснабжения перегонных устройств: переменного тока и смешанную. Смешанная система питания применяется на участках с автономной тягой, система питания переменного тока – на электрифицированных участках.

На участках с электрической тягой постоянного тока сигнальные устройства получают электроэнергию от высоковольтных линий с частотой тока 50 Гц; рельсовые цепи питаются переменным током при этой же частоте или частоте, отличной от промышленной. На участках с электротягой переменного тока сигнальные точки получают электроэнергию от высоковольтных линий при частоте 50 Гц; рельсовые цепи питаются переменным током при частоте 25 Гц (при этом статические преобразователи частоты ПЧ 50/25 входят в аппаратуру сигнальных точек).

В системе автоблокировки переменного тока для питания приборов сигнальных точек используют две высоковольтные линии: основную ВЛ СЦБ и резервную, подвешиваемую на опорах контактной сети. При этой системе не требуется местных источников энергии – аккумуляторов, последние устанавливают лишь у входных светофоров для аварийного питания ламп красного и белого огней и у переездов. Однако в этой системе требуются надёжные двусторонние источники питания ВЛ СЦБ и надёжное резервирование от других ЛЭП.

Каждая сигнальная точка обеспечивается, как правило, основным и резервным питанием через отдельные линейные трансформаторы с помощью реле автоматического переключения питания с одного трансформатора на другой.

Высоковольтные линии ВЛ СЦБ 6 и 10 кВ делятся на отдельные участки – плечи питания, каждое из которых обеспечивается электроэнергией от своего пункта питания. Кроме того, ВЛ СЦБ на всём протяжении секционируют так, чтобы имелась возможность производства ремонтных работ на линии.

Длину плеча питания выбирают как можно короче и при системе переменного тока она, как правило, не превышает 50 км.

Из двух смежных пунктов питания основной пункт ОП включён постоянно, а резервный РП только при отключении основного или во время ремонтных работ на линии. На участках, где пункты питания работают достаточно надёжно и расстояние между ними более 50 км, целесообразно питать каждый участок лини одновременно с двух концов навстречу друг другу с установкой в середине пункта секционирования, являющегося как бы резервным пунктом питания.

Независимо от схемы электроснабжения потеря напряжения в конце линии между двумя смежными пунктами питания ВЛ СЦБ не должна превышать 10 %.

Фидеры автоблокировки на основных пунктах питания, как правило, делают раздельными для каждого плеча питания; на резервных пунктах допускается делать их общими на два плеча питания с последующим делением на мачтовых подстанциях или воздушных распределительных пунктах.

Пункты питания автоблокировки должны быть сфазированы по напряжению и допускать параллельную работу трансформаторов.

ВЛ СЦБ напряжением 6 и 10 кВ, подвешенные на одних опорах с сигнальными проводами, должны получать энергию от шин пунктов питания через изолирующие трансформаторы и не иметь гальванической связи с другими линиями, в том числе и с линиями продольного электроснабжения, подвешиваемыми иногда на опорах ВЛ СЦБ. Поэтому на тяговых и трансформаторных подстанциях питание таких ВЛ СЦБ осуществляется через повышающие трансформаторы от шин собственных нужд 380/220 В или от шин 6; 10 кВ через два последовательно включённых трансформатора: понижающий 6/0,4 (или 10/0,4) и повышающий 0,4/6 (или 0,4/10).

На электрифицированных участках распространена схема с питанием РУ СЦБ 6; 10 кВ от шин собственных нужд, согласно которой повышающие двухобмоточные трансформаторы ТМ (один или два) присоединяются к шинам СН через разъединители и предохранители, а к шинам 6; 10 кВ – через разъединители или высоковольтные предохранители. Фидеры СЦБ присоединяют к шинам 6; 10 кВ с помощью разъединителей и масляных выключателей. Для релейной защиты в РУ установлены трансформаторы тока и напряжения. Защита от перенапряжений обеспечивае5тся разрядниками. Распредустройство СЦБ выполняют из комплектных камер.

Для резервного питания устройств автоблокировки на участках постоянного тока используют высоковольтные линии 6 (10) кВ или линию продольного электроснабжения 6 (10) кВ, подвешиваемую на опорах контактной сети.

У каждой сигнальной точки устанавливают специальную опору, на которой монтируют комплектную трансформаторную подстанцию, в корой находится линейный трансформатор ОМ со всей коммутационной и защитной аппаратурой. Напряжение с его вторичной обмотки подаётся кабелем в релейный шкаф сигнальной точки через контакты аварийного реле Р. Нормально устройства автоблокировки питаются через контакты этого реле от основного линейного трансформатора высоковольтной линии ВЛ СЦБ. При отключении напряжения в этой линии устройства автоблокировки питаются от резервного трансформатора ЛЭП. При таком резервном питании на основной линии автоблокировки разъединители Р можно включать по одному в конце каждого перегона.

На участках с электротягой переменного тока и рельсовыми цепями 25 Гц резервное питание осуществляется от проводов системы ДПР 27,5 кВ или ЛЭП продольного электроснабжения 35 кВ. В этом случае сигнальные точки получают резервное питание от комплектных однофазных трансформаторных подстанций (КТП) через трансформатор ЗНОМ.

Применяют также схемы взаимного или последовательного резервирования по низковольтным проводам. В первом случае две смежные сигнальные точки объединяют двухпроводной низковольтной линией и, таким образом, они взаимно резервируют друг друга. Схема последовательного резервирования предусматривает резервирование каждой следующей сигнальной точки предыдущей. При этой схеме вдоль всей ВЛ СЦБ между силовыми опорами с трансформаторами ОМ подвешивают низковольтную линию.

Иногда питание сигнальных точек резервируется линией 380/220 В, напряжение в которую поступает от трансформатора ОМ, установленного на станции. Длина такой линии определяется её нагрузкой и площадью сечения проводов.

На труднопроходимых участках дорог с электротягой переменного тока с разрешения МПС допускается питание устройств СЦБ от однофазной высоковольтной линии напряжением 25,7 кВ, подвешенной на опорах контактной сети вместе с проводами ДПР (для однопутных участков) или с противоположной стороны на двухпутном (вторым проводом в этой системе является рельс). Резервное питание автоблокировки в этом случае предусматривается от одного из проводов ДПР.

Напряжение 27,5 кВ от высоковольтного провода СЦБ И ДПР понижается до 220 В двумя трансформаторами ЗНОМ 35/65 (заземлённый однофазный масляный трансформатор напряжения), расположенными в комплектной трансформаторной подстанции (КТП). Первый трансформатор, основной, питает только устройства автоблокировки, второй, резервный, для питания линейных потребителей и в аварийном режиме – потребителей СЦБ.

Оба трансформатора защищены разрядниками и плавкими предохранителями. От высоковольтных линий трансформаторы отключаются разъединителями Р1, Р2,Р3 с ручным приводом и заземляющими ножами. Корпус КТП заземляется также при открывании дверей, гарантируя от появления в КТП потенциала между рельсом и землёй.

В КТП имеется низковольтный шкаф с распредустройствами, от которых в релейный шкаф идут две цепи основного и резервного питания.

В цепь основного питания включено аварийное реле Р, при отпадания якоря которого все цепи питания переключаются его контактами на резервное питание.

При этой системе отпадает необходимость в строительстве специальной высоковольтной линии СЦБ на отдельных опорах, что существенно удешевляет стоимость. Однако, обслуживание линии СЦБ усложняется, так как производить какие-либо работы на ней можно только со снятием напряжения с контактной сети.

Вся аппаратура сигнальных точек располагается в металлических релейных шкафах. На двухпутных участках предусматривается отдельный шкаф для каждого пути для обеспечения разделения и автономности их действия.

От перегрузок и коротких замыканий приборы сигнальных точек защищаются автоматическими выключателями АВМ и плавкими предохранителями на 20 А. От перенапряжений при коротких замыканиях на контактной сети и грозовых разрядов предусмотрена защита в виде разрядников РВН-250 на питающем и релейном концах. Заземляющие выводы разрядников соединены с корпусом шкафа и со средней точкой дроссель-трансформатора.

На участках, где автоблокировка проектируется по смешанной системе питания, все приборы сигнальных точек автоблокировки получают электроэнергию от ВЛ СЦБ при частоте 50 Гц. Рельсовые цепи питаются постоянным током от путевой аккумуляторной батареи, работающей в буферном режиме с выпрямителем.

Для смешанной системы питания устанавливают резервную рабочую аккумуляторную батарею, ёмкость которой рассчитана на непрерывную работу в течение 6 ч после выключения внешнего электроснабжения.

В случае прекращения подачи переменного тока устройства автоблокировки продолжают получать питание от аккумуляторных батарей: путевой и сигнальной. Последняя в нормальных условиях непрерывно подзаряжается через выпрямитель. Запас ёмкости батарей рассчитан на непрерывную работу без подзаряда в течение суток. При смешанной системе питания для установки аккумуляторных батарей рядом с релейным шкафом размещают батарейный шкаф.

Для каждой сигнальной установки монтируют по одному линейному трансформатору ОМ, присоединённому к ВЛ СЦБ. Эта система питания допускает питание от одного линейного трансформатора на перегонах двух сигнальных установок при расстоянии между ними не более 40 м.

При смешанной системе питания так же, как и системе переменного тока, всю высоковольтную линию делят на отдельные участки – плечи питания, каждый из которых обеспечивается энергией с обоих концов. Длина плеча питания, как правило, не должна превышать 60 км.

В случае невозможности обеспечения указанных расстояний от имеющихся источников энергии между ними должны оборудоваться для питания автоблокировки автоматизированные резервные электростанции. На этих электростанциях применяют автоматизированные дизель-электрические агрегаты ДГА (мощностью 24 или 48 кВт U=400/230 В, f=50 Гц). Агрегат размещают в отдельном здании без обслуживающего персонала. Автоматическое включение агрегата и подача напряжения в ВЛ СЦБ через резервный пункт питания происходит через 15-60 с после отключения основного питания. При этом включается только масляный выключатель фидера, лишённый основного питания.

Управление агрегатом может быть ручным, дистанционным с пульта резервного управления ДСП или по кодовой линии от диспетчера. Длительность работы ДГА без обслуживающего персонала – 200 ч.

Резервный пункт питания должен быть оборудован камерами фидеров СЦБ и повышающим трансформатором МКТ наружной установки. Собственные нужды электростанции питаются от ДГА и линии продольного электроснабжения через КТП или от другого местного источника электроэнергии.

Если расстояние между имеющимися пунктами питания 60 – 100 км, допускается вместо резервного пункта оборудовать автоматический пункт секционирования, который в нормальном режиме питания ВЛ СЦБ делит последнюю на две части, а при отключении одного из смежных пунктов автоматически соединяют обе части линии, подавая питание в линию с одного конца.

При смешанной системе питания предусматривают разъединитель по одному в конце каждого перегона у силовой опоры для питания входного светофора (со стороны перегона). Если длина перегона превышает 10 км, то в середине включают ещё один разъединитель. Независимо от системы питания разъединители у входного светофора со стороны перегона и в середине перегона оборудуются дистанционным управлением от дежурного по станции или диспетчера.

На участках с автономной тягой применяют двухцепные линии автоблокировки. Одна цепь служит для питания устройств автоблокировки, другая, подвешенная с полевой стороны опор, - для питания служебных и жилых зданий, расположенных вдоль железных дорог, а также электроинструмента во время путевых работ.

Независимо от системы питания автоблокировки на примыкающих к станции перегонах предусматривается резервное питание для красных и пригласительных огней входных светофоров от аккумуляторов в течение 24 ч.

Электроснабжение постов ЭЦ осуществляется двумя самостоятельными питающими линиями (фидерами) от двух независимых друг от друга источников питания с круглосуточной работой. Источники питания считаются независимыми, если отключение одного не вызывает отключение другого.

Фидеры, питающие посты ЭЦ, оборудуются устройствами автоматического переключения питания с одного фидера на другой без выдержки времени при исчезновении напряжения на одном из них. В пунктах электроснабжения ЭЦ, кроме основного трансформатора, устанавливают резервный той же мощности.

Если на станции нет двух независимых источников электроснабжения, то на постах ЭЦ размещают резервный автоматизированный дизель-генератор соответствующей мощности.

В зависимости от надёжности работы внешних источников электроснабжения применяют две системы электропитания устройств электрической централизации: безбатарейную и батарейную. Однако в обоих случаях предусматривают дополнительную аккумуляторную батарею, подключаемую параллельно выпрямительным устройствам и обеспечивающую необходимую непрерывность питания аппаратуры ЭЦ при исчезновении переменного напряжения.